CZ348991A3 - Elektronický kalkulátor - Google Patents

Abstract

Elektronický kalkulátor je tvořen procesorem s pamčfmi, klávesnicí, monitorem a tiskárnou a dále obsahuje paměťovou desku (6), která tvoří rozšířený paměťový prostor, jehož paměti jsou zálohovány akumulátorem (9), přičemž část toh

Description

ELEKTRONICKY KALKULÁTOR

OBLAST TECHNIKY.

Vynález se týká elektronického kalkulátoru, zejména finančního, který je vybaven operačním systémem s operační pamětí zálohovanou nezávislým zdrojem, s částí operační paměti vyměnitelnou uživatelem, s alfanumerickým displejem, alfanumerickou klávesnicí a s tiskárnou pro běžné i speciální tisky.

DOSAVADNÍ STAV TECHNIKY

V současné době patří mezi známá zařízení programovatelná kalkulačka WALTHER. Toto zařízení je zkonstruováno na bázi dnes již zastaralého osmibitového mikroprocesoru Intel 8085, je vybaveno operačním systémem umístěným v paměti ROM, jednoduchou numerickou klávesnicí s několika málo přídavnými funkcemi, jednořádkovým displejem, integrovaným tiskacím zařízením a zásuvkou pro paměťové moduly s programy, které nemají být přístupné každému uživateli.

Nevýhody programovatelné kalkulačky WALTHER spočívají . především v tom, že jde o koncepčně zastaralé zařízení. I když uživatel může teoreticky využívat možnost programování, není obvykle vybaven kalkulačkou s klávesnicí, která by mu tuto činnost umožnila. Programování je prováděno na rozšířených strojích, tj. strojích s klávesnicí s větším počtem funkčních kláves a doplněné obvody pro přenos vytvořených programů do pamětí ROM. Kalkulačky používané pro programování i pro normální práci uživatele jsou vybaveny stejným operačním systémem, který pro čistě uživatelské kalkulačky obsahuje funkce, které v těchto strojích nelze žádným způsobem využít. Programování se provádí pomocí speciálního, jazyka velice podobného jazykům používaných u kapesních kalkulaček.

Součástí operačního systému nejsou rutiny pro komunikaci s jinými počítači. Je-li třeba komunikaci s jiným počítačem navázat, je nutno příslušné rutiny do stroje zavést formou uživatelského programu, který ale musí být vytvořen v kódu použitého mikroprocesoru; nelze použít speciálního jazyka kalkulačky. Uživatel nemůže tedy bez dodatečných prostředků získat z jiného stroje ani data ani program pro svou kalkulačku, musí vždy použít nahrání programu z paměti ROM.

Programovací jazyk kalkulačky je velmi jednoduchý a je řešen jako interpret. Neumožňuje zvýšit množství používaných proměnných nad hodnotu určenou interpretem. Tím dochází k paradoxní situaci, kdy v operační pamětí je ještě spousta volného místa, které se nedá využít. Přestgže uživatel potřebuje od programu další funkce a v operační paměti je volné místo, není schopen rozsah funkcí programu zvětšit. Řešením je sice doplnění operačního systému uživatelem za pomoci rozšiřujícího programu v jazyce mikroprocesoru, ale tuto práci je nutno zadat přímo výrobci, nebot popis operačního systému nemá uživatel k dispozici.

K nikoliv zanedbatelným nevýhodám programovatelné kalkulačky WALTHER patří i neúměrně vysoké pořizovací náklady.

Dalším velmi často užívaným zařízením je 16-ti bitový mikropočítač, jenž je přes svou poměrnou dokonalost řešen jako počítač osobní, t.j. k uspokojování nikoliv rozsáhlých výpočetních a podobných potřeb jednotlivců. Z toho důvodu neřeší ani jeho konstrukce ani jeho standardní operační systém ochranu programů a dat před zneužitím nepovolanými osobami a ani nijak zvlášt neřeší ochranu uvedeného duchovního vlastnictví před neblahými účinky zásahů nedostatečně kvalifikované obsluhy. Celou filozofií svého řešení slouží hlavně jako vstupní brána do světa výpočetní techniky na poněkud lepší než zcela amatérské úrovni. Z toho vyplývá, že dovoluje uživateli, a tím i každému, komu se přístroj náhodně dostane do rukou, zasahovat prakticky kdykoli do čehokoli. Počítače tohoto typu postrádají ve standardní výbavě podporu BCD aritmetiky a tiskárna3 mi bud nejsou standardně vybavovány vůbec anebo jsou vybavovány tiskárnami, které by bylo možno nazvat příručními, t.j. takovými, jejichž rychlost, mechanická odolnost ani technické řešení odvodu odpadního tepla naprosto nepočítají s možností, že by tisk dat měl být stěžejní součástí využití daného mikropočítače. Díky relativní otevřenosti svého technického i programového vybavení se počítače této třídy výborně hodí pro veškeré vývojové a programátorské práce prakticky v celé oblasti aplikace mikroprocesorů.

Nevýhody šestnáctibitového mikropočítače spočívají především v tom, že není tvořen kompaktním celkem, což má za následek větší nároky na velikost zastavěné plochy.

Dalším vážným nedostatkem je, že uživateli není dána » možnost výměny části operační paměti a že operační paměť není vybavena zálohovaným nezávislým zdrojem. To má za následek, že v případě nežádoucího výpadku napájecího napětí jsou informace z operační paměti nenávratně vymazány. Drahá a prostorově i energeticky náročná zahraniční zařízení UPS sice v takovém případě udrží v chodu celý počítač, resp. všechny počítače na zařízení napojené, avšak jen po dobu řádově desítek minut až jednotek hodin. Pro uvažovaný účel sice stačí udržet nezměněný obsah operační paměti RAM v rozsahu řádově desítek kB, avšak po dobu nejméně sto hodin. Dále je maximálně žádoucí, aby zálohovací zařízení bylo integrováno uvnitř každého kalkulátoru. Ani ochrana proti nežádoucí manipulaci s daty v operační paměti není nijak zabezpečena, což má zpravidla za následek zneužití informací.

Nevýhodou mikropočítače také je, že je vybaven až dvěma ventilátory pro napájecí zdroj a pevný disk, jejichž hlučný provoz nepříznivě působí na koncentrovanost obsluhy.

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje elektronický kalkulátor, který sestává z procesoru s paměťmi, klávesnice, monitoru a tiskárny, jehož podstata spočívá v tom, že obsahuje paměťovou desku, která tvoří rozšířený paměťový prostor, jehož paměti jsou zálohovány akumulátorem, přičemž část tohoto prostoru je vynesena do vyměnitelného modulu.

Elektronický kalkulátor podle vynálezu umožňuje vytvořit kompaktní celek, jenž sestává z procesoru s paměťmi a obvody pro přenos informací mezi počítači, klávesnice, displeje a tiskárny, část paměti je jako samostatný modul přístupná uživateli, který ji může vyměnit. Tato vyměnitelná paměť je použitelná pro přenos programů do finančního elektronického kalkulátoru a pro přímé spouštění programů nepřístupných běžnému uživateli, ale potřebných pro revizní orgány, např. finanční závěrka. Přitom vyměnitelná paměť může obsahovat bud celý chráněný program nebo jeho podstatnou část.

Operační systém finančního elektronického kalkulátoru je proti systémům pro standardní počítače upraven a rozšířen. Není nahráván do pracovní paměti z média s přímým přístupem, ale je kompletně obsažen v pamětech ROM. Operační systém je rozšířen o rutiny pro práci v kódu BCD, o rutiny pro komunikaci s jinými počítači.

Elektronický kalkulátor má operační paměť zálohovanou dodatečným nezávislým zdrojem, čímž je zabezpečeno zachování informací v paměti i v případě výpadku síťového napětí, také není potřebné zavádět programy při každém zapnutí síťového napětí.

Přehled obrázků na výkrese

Vynález bude blíže vysvětlen pomocí výkresu, na kterém obr. 1 znázorňuje zapojení podle vynálezu a vazby mezi jednotlivými funkčními bloky.

Příklady provedeni vynálezu

Elektronický kalkulátor podle obr. 1 je tvořen procesorem s pamětmi JL, jenž obsahuje zásuvku sériového interface 8., ke kterému jsou připojeny klávesnice 2., monitor 3., tiskárna 4., paměťová deska <5, jejíž součástí je zásuvka vnějšího paměťového modulu ]_, která je uzpůsobená pro připojení vyměnitelného modulu 5. K paměťové desce 6. je připojen akumulátor 9_. Paměťová deska 6 je s procesorem s paměťmi 1. spojena prostřednictvím sběmicového konektoru 10.

Centrálním bodem elektronického kalkulátoru je procesor s paměťmi 1. a obvody pro přenos dat mezi počítači, které jsou zakončeny zásuvkou sériového interface 8.. Vzhledem k nutnosti zachovat data i při vypnutí nebo výpadku napájecího síťového napětí je jeho standardní výbava doplněna o paměťovou desku 6_, jejíž paměti RAM jsou trvale napájeny z akumulátoru 9.. Paměťová deska 6. obsahuje rovněž zařízení pro průběžné dobíjení akumulátoru 9. během provozu ze sítě. Tato výbava zabezpečuje udržení všech potřebných informací v elektronickém kalkulátoru po dobu nejméně sto hodin od vypnutí napájecího síťového napětí. Aby bylo možno vyloučit existenci vstupně/výstupních zařízení s přímým přístupem a tím i možnost zneužití nebo pozměnění dat nepovolanými osobami, musí paměťová· deska 6_ nést také paměti typu EPROM nebo ROM, které obsahují základní programové vybavení elektronického kalkulátoru. Část tohoto nově vytvořeného paměťového prostoru je vynesena do již zmíněného uživatelem vyměnitelného modulu 5.

Činnost celého elektronického kalkulátoru řídí obsluha prostřednictvím klávesnice 2. Je použita standardní alfanumerická klávesnice 2, jejíž použití má ve srovnání s nestandardní a nevhodně tvarovanou klávesnicí zařízení Walther tu výhodu, že rozmístění ovládacích prvků standardní klávesnice mají pracovníci peněžních ústavů všeho druhu většinou již zažité, takže zaučení na elektronickém kalkulátoru podle vynálezu je otázkou velmi krátké doby.

Výstupními zařízeními elektronického kalkulátoru jsou monitor 3. a tiskárna 4.. Je použit monitor 3. plochého typu, LCD nebo plazmový. Toto řešení je plně vyhovující pro zařízení, které sice zpracovává velké množství alfanumerické informace avšak má nulové požadavky na grafické či dokonce animované výstupy. Jeho výhodou je, že na jedné-straně umožňuje integrovat celý elektronický kalkulátor do jednoho celku a nezvětšovat tak zbytečně zastavěný prostor a na straně druhé zachovává standardní zobrazovací plochu 25 řádek po 80 znacích, což programátorům dává možnost poskytnout obsluze na obrazovce monitoru 3. dostatek informací, které jsou potřebné k odpovědné práci zaměstnance peněžního ústavu.

Tiskárna 4. je rovněž napojena na procesor s paměťmi 1. jako výstupní zařízení. Využívá informací uložených v zálohovaných pamětech a slouží především k trvalému výstupu informací o ukončených finančních operacích. Její mechanické provedení může být přizpůsobeno konkrétním požadavkům zákazníka, to znamená, že kromě tisku klasických počítačových sestav lze osazovat i speciální tiskací zařízení pro přímý tisk do vkladních knížek, vydávaní či znehodnocování šeků, vyhotovování faktur, přímý tisk do různých předepsaných'formulářů, vyhotovování dokladů o výměně valut a podobně. Tiskárna je k procesoru napojena přes standardní interface, obvykle přes paralelní rozhraní Centronics.

Vyměnitelný modul 5. je konstruován s ohledem na pohodli uživatele, tedy maximálně jednoduše. Je tvořen zpravidla jedinou pamětí ROM nebo EPROM ve vhodném obalu opatřeném zásuvkou pro vsunuti vyměnitelného modulu 5. zásuvky vnějšího paměťového modulu ]_. Pro zaručení minimálních rozměrů a hmotnosti a zejména absolutní spolehlivosti není počítáno s tím, že by vyměnitelný modul 5. mohl obsahovat svůj vlastní napájecí zdroj.

Pro centrální sběr dat a přenos vybraných programů do paměti elektronického kalkulátoru může být využito služeb vhodného řídicího počítače, který může být připojen přes zásuvku sériového interface 8. pro výměnu dat mezi počítači, která je rovněž součástí procesoru s pamětmi 1.·

Operační systém elektronického kalkulátoru je proti systémům pro standardní počítače upraven a rozšířen. Není nahráván do pracovní paměti z média s přímým přístupem, ale je kompletně obsažen v pevných pamětech. Operační systém je rozšířen o rutiny pro práci v kódu BCD, o rutiny pro komunikaci s jinými počítači atd.

Tvorba programů pro elektronický kalkulátor je prováděna na běžném standardním 16-bitovém počítači za pomoci zvláštního programového vybavení. Součástí programového vybavení je vývojové prostředí, které umožňuje odladění vytvářených programů na standardním 16-bitovém počítači. Teprve odladěný program je přenesen pomocí vyměnitelného modulu 5. nebo propojením elektronického kalkulátoru a standardního 16-bitového počítače prostřednictvím zásuvky sériového interface 8.. Vývojové prostředí obsahuje rutiny, které pracují stejným způsobem jako na elektronickém kalkulátoru. Zdrojový program je vytvářen ve speciálně navrženém autokódu, který respektuje rutiny obsažené v elektronickém kalkulátoru. Program v autokódu je možno doplňovat dodatečnými rutinami v kódu mikroprocesoru elektronického kalkulátoru. Cílový program je celý v kódu mikroprocesoru elektronického kalkulátoru.

Zapojení elektronického kalkulátoru lze využít především pro programování finančních operací v bankách, směnárnách, poštách, celnicích, spořitelnách apod.

Claims (2)

1. Elektronický kalkulátor, který sestává z procesoru s pamětmi, klávesnice, monitoru a tiskárny, vyznačující se tím, že obsahuje pamětovou desku (6), která tvoří rozšířený pamětový prostor, jehož paměti jsou zálohovány akumulátorem (9), přičemž část tohoto prostoru je vynesena do vyměnitelného modulu (5).

2. Elektronický kalkulátor podle bodu 1 , vyznačující se tím, že procesor s pamětmi (1), klávesnice (2), monitor (3), pamětová deska (6) a tiskárna (4) tvoří jeden celek.